JPH07129919A

JPH07129919A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH07129919A
Application number: JP29427493A
Authority: JP
Inventors: Junichi Honda; 順一本多; Seiji Kumagai; 静似熊谷; Norikatsu Fujisawa; 憲克藤澤; Masatoshi Hayakawa; 正俊早川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-10-30
Filing date: 1993-10-30
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気ギャップ両端部における融着ガラスへの
フェライトの拡散を防止し、再生効率の高い磁気ヘッド
を提供する。【構成】強磁性酸化物（フェライト）よりなる磁気コ
アの接合面に軟磁性金属膜を成膜する。軟磁性金属膜の
膜厚は、０．２μｍ〜１．０μｍである。少なくとも一
方に軟磁性金属膜を成膜した磁気コアを、ガラス融着に
より接合一体化する。得られる磁気ヘッドは、磁気コア
のガラス融着時の微妙な条件の差異にかかわらず、安定
した磁気ギャップを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコー
ダ、コンピュータのデータストレージ等の磁気記録再生
装置に用いられる磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカセットレコーダやデータストレ
ージ等の磁気記録の分野においては、情報信号の高密度
記録化が進められており、これに伴い磁気記録媒体上に
記録される信号の記録密度を高くするため、記録トラッ
ク幅を狭め、記録波長を短くする傾向にある。

【０００３】これに対応して、磁気ヘッドにおいても狭
トラック化、狭ギャップ化が進み、これに伴う磁束量の
減少に起因する出力劣化を補うべく、磁気ヘッド効率の
向上による出力増加が求められている。

【０００４】ところで、良好な再生出力が得られる磁気
ヘッドとしては、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の強磁性酸化
物により磁気コアが形成された、いわゆるフェライトヘ
ッドが知られており、磁気ギャップを構成するギャップ
材にはＳｉＯ₂が広く用いられている。

【０００５】しかしながら、上述のフェライトヘッドで
は、狭トラック化に伴い、低融点ガラスを用いて磁気コ
ア同士を接合する融着時に単位接触部面積当たりの圧力
が上昇し、微妙な融着ガラスの加熱温度の上昇により、
ギャップ材であるＳｉＯ₂がガラスの浸食を受ける虞れ
がある。特に、この浸食は、ガラスに接触する割合の多
い磁気ギャップ両端部で起こり易く、この結果この部分
でガラスとフェライトが接触することになる。

【０００６】このように十分に軟化したガラスとフェラ
イトが接触すると、ガラス中に酸化物フェライト成分が
拡散し、ガラスが僅かではあるが磁性を持つことによ
り、磁気コア間で短絡が発生する。そして、このような
短絡の発生は、記録再生過程における磁気ヘッドの性能
が劣化する要因となっている。

【０００７】図１５は、浸食の発生した磁気ギャップの
様子を模式的に表したもので、フェライトからなる磁気
コア１０１，１０２の接合面に成膜されるＳｉＯ₂ギャ
ップ膜１０３，１０４は、磁気ギャップの両端部におい
てガラス１０５中に融け出して消失しており、この部分
でフェライトの構成元素がガラス１０５中に拡散した領
域１０６が形成されている。

【０００８】このような現象に対する対策として、融着
温度をガラスの作業点を考慮して低下させ、溶融状態に
おけるガラスの粘度を低下させることにより、ガラス内
での溶出元素の濃度勾配による拡散を抑制し、これによ
りＳｉＯ₂ギャップ材の浸食及びフェライトの溶出を防
ぎ、正常な磁気ギャップを得るという方法が提案されて
いる。

【０００９】しかしながら、このような方法では、大量
生産に対応するための１回の融着操作への融着磁気コア
投入数の増加や、使用するガラス材料の微妙な成分の不
均一さにより、ガラスの融着時粘性の制御は十分には行
えず、やはり磁気ギャップ不良が発生してしまうという
状況にある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
フェライトヘッドでは、融着ガラス中へのフェライト成
分の拡散を満足のいくレベルまで抑制することは難し
く、その改良が待たれている。そこで本発明は、このよ
うな従来の実情に鑑みて提案されたものであって、ガラ
スによる磁気コア溶融接着時の微妙な条件の差異にかか
わらず、安定した磁気ギャップを有する高効率の磁気ヘ
ッドを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために、少なくとも一方に巻線溝が設けられた
一対の強磁性酸化物からなる磁気コアが非磁性材料から
なるギャップ材を介してガラス接合されてなる磁気ヘッ
ドにおいて、少なくとも一方の磁気コアの接合面に膜厚
０．２μｍ〜１．０μｍの軟磁性金属膜が形成されてい
ることを特徴とするものである。

【００１２】本発明の磁気ヘッドは、基本的には磁気コ
アが強磁性酸化物で形成されるフェライトヘッドであ
り、その接合面に融着ガラスによる浸食を防止するため
に非常に薄い軟磁性金属膜を形成したものである。した
がって、軟磁性金属膜の高飽和磁束密度を利用して記録
特性を改善したメタル・イン・ギャップ型の磁気ヘッド
（いわゆるＭＩＧヘッド）とは基本的な技術思想を異に
するもので、本発明においては軟磁性金属膜の膜厚は非
常に薄く（膜厚０．２μｍ〜１．０μｍ）設定されてい
る。

【００１３】すなわち、本発明においては、前記軟磁性
金属膜の膜厚は、あくまでもフェライトヘッドの再生効
率の点から設定されるもので、膜厚をあまり大きくしす
ぎると、すなわち膜厚が１．０μｍを越えると、軟磁性
金属膜を形成していないフェライトヘットよりも再生効
率が却って低下する。また、前記軟磁性金属膜の膜厚が
あまり薄すぎると融着ガラスによる浸食を防止すること
ができず、軟磁性金属膜自体の軟磁気特性も劣化して磁
気ギャップとして機能してしまい、やはり再生効率の低
下が見られる。

【００１４】

【作用】本発明の磁気ヘッドにおいては、フェライトか
らなる磁気コアの接合面に軟磁性金属膜が形成されてい
るので、ＳｉＯ₂からなるギャップ材がガラス融着時に
浸食されても、融着ガラス中にフェライトの構成元素が
拡散することはない。また、このとき軟磁性金属膜の膜
厚を所定の範囲（膜厚０．２μｍ〜１．０μｍ）に設定
すれば、軟磁性金属膜を形成していないフェライトヘッ
ドに比べて再生効率が向上する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００１６】本実施例の磁気ヘッドは、全体の斜視図を
図１に、また記録媒体対接面から見た拡大平面図を図２
図に示すように、記録媒体対接面の略中央に位置する磁
気ギャップｇを境として左右別々に製作された一対のコ
ア半体１、２が磁気ギャップの形成された端面を突き合
わせて接合一体化されてなる。この例では両コア半体
１、２に磁気ギャップｇのギャップデプスを規定し、ヘ
ッド巻線に供する巻線溝１２、１３が設けられている。

【００１７】各コア半体１、２は、強磁性酸化物、例え
ばＭｎ−ＺｎフェライトやＮｉ−Ｚｎフェライトにより
形成される磁気コア３、４を主体としてなるもので、そ
の接合面にはそれぞれ非常に薄い軟磁性金属膜５、６が
反応防止膜１４、１５を介して成膜されている。

【００１８】また、各磁気コア３、４は、トラック幅規
制溝７、８、９、１０によってトラック幅が所定の幅に
設定されており、これらトラック幅規制溝７、８、９、
１０には融着ガラス１１が充填されている。磁気ギャッ
プｇは、上記軟磁性金属膜５、６上に成膜される非磁性
膜、例えばＳｉＯ₂膜（図示は省略する。）により構成
され、本例では磁気記録媒体走行方向に対して若干のア
ジマス角αを有する。

【００１９】以下、本実施例の磁気ヘッドの構成をより
明確なものとするために、その製造方法について説明す
る。

【００２０】この磁気ヘッドを製造するには、先ず図３
に示すようにＭｎ−ＺｎフェライトもしくはＮｉ−Ｚｎ
フェライトなどの酸化物軟磁性材によって例えば長さ３
４．５ｍｍ、幅２．５ｍｍ、厚み１ｍｍ程度の基体２１
を各面がほぼ平面となるように形成する。次いで、図４
に示すように、この基体２１の主面となる面に幅方向に
向けてトラック幅規制溝２２を切り込み、トラック幅と
して１５ｍｍの接合面２１ａが主面に残るようにする。

【００２１】このトラック幅規制溝２２の断面形状は、
主面に接する部分での側面の角度において８°〜４５°
程度が普通であるが、０°でもかまわない。この角度が
小さいと、ヘッドコアとしての電磁変換効率の劣化を招
く。またこの角度が大きいと媒体上で隣接する逆アジマ
スで記録されたトラックの信号を再生し易くなり、再生
時の雑音が増える。本実施例では３０°とした。

【００２２】また、トラック幅規制溝２２の深さは２０
０〜３００μｍとするが、この値から外れても本発明の
趣旨には影響はない。また溝２２の断面形状も、通常は
Ｕの字型もしくはＶの字型で構成される場合が多いが、
断面多角形であってももちろん構わない。次いで、図５
に示すように、磁気ギャップのギャップデプスを規制
し、巻線を巻装するための巻線溝２３を形成する。そし
て、基体２１の接合面２１ａを表面粗度が２０〜１００
Å程度になるように鏡面研磨する。

【００２３】以上のようにして形成された基体２１（図
６に一部拡大して示す。）に対し、先ず図７に示すよう
に、下地膜として非磁性膜２４を形成する。この膜２４
は、フェライトとその上に成膜される軟磁性金属膜との
間で発生する元素の拡散を防止するために必要である
が、結果として発生する疑似出力がある程度許容できる
信号処理を行う場合には、必ずしもこの非磁性膜２４を
必要としない。

【００２４】非磁性膜２４を形成する場合には、Ｐｔも
しくはＳｉＯ₂ターゲットをＡｒもしくはＡｒと酸素の
混合雰囲気で成膜して出来る膜が好ましく、例えばＳｉ
の酸化膜ＳｉＯ_x（１＜ｘ＜２）を膜厚２０Å〜１００
Å程度形成する。この膜厚であれば前記元素拡散を防ぐ
ことができ、さらに非磁性膜２４自体の影響による疑似
出力を生じる恐れもない。本実施例ではＰｔを４５Å形
成した。非磁性膜２４の形成にはスパッタが好適である
が、蒸着、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）等、他のＰＶ
Ｄ（Phisical vapor deposition method ）やＣＶＤ
（Ｃhemical vapor deposition method ）も使用でき
る。

【００２５】次いで、図８に示すように、軟磁性金属膜
２５を形成する。この軟磁性金属膜２５としては、セン
ダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金）やＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−
Ｒｕ合金が好適であるが、その他のＦｅ−Ａｌ等これに
類似した合金、また窒化系、炭化系軟磁性合金等も使用
できる。膜形成はスパッタが好適であるが、蒸着でもよ
い。

【００２６】本発明においては、この軟磁性金属膜２５
の膜厚が重要であり、これを適正な値に設定する必要が
ある。本発明者等が前記軟磁性金属膜２５において、膜
厚を変えて検討を行った結果、図１２に示すように、軟
磁性金属膜２５の膜厚が０．２μｍ以下になると、結晶
性の乱れの影響等で軟磁気特性の劣化が発生し、保磁力
が１００Ａ／ｍと大きくなり、透磁率は数十程度と低く
なることがわかった。このように、軟磁性金属膜２５の
軟磁気特性がフェライトコアの磁気特性（保磁力２０〜
４０Ａ／ｍ、透磁率１０００程度）の値に比べ著しく劣
化すると、軟磁性金属膜２５が磁気ギャップとして作用
してしまう。

【００２７】逆に、軟磁性金属膜２５の膜厚が１μｍを
越えると、透磁率はフェライトコアの値に比べ僅かに高
くなるが、飽和磁束密度は１Ｔ程度とフェライトの飽和
磁束密度０．３〜０．４Ｔに比較して2 〜3 倍と高くな
るため、結果得られるヘッドコアに対して同一の巻線数
で巻線を行ったときのインダクタンスの増加の方が出力
を上回り、図１３に示すようにヘッドの電磁変換効率の
低下が見られる。すなわち、再生効率の点からは、軟磁
性金属膜２５の膜厚を０．２μｍ以上、１．０μｍ以下
に設定する必要がある。

【００２８】そこで、本実施例では、軟磁性金属膜２５
としてＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ合金を０．５μｍ形成し
た。次に、図９に示すように、軟磁性金属膜２５上にギ
ャップスペーサ２６を形成し、図１０に示すように、こ
れら非磁性膜２４、軟磁性金属膜２５及びギャップスペ
ーサ２６から構成される界面膜３０を有するコアブロッ
クを得る。なお、本実施例では、ＳｉＯ₂ターゲットを
Ａｒ雰囲気中でスパッタしたＳｉの酸化膜ＳｉＯ_X（１
＜ｘ＜２）を９００Å成膜し、ギャップスペーサ２６と
した。

【００２９】次に、図１１に示すように、同様に製作さ
れたコアブロック２１同士を界面膜３０（ギャップスペ
ーサ２６）を介して端面を突き合わせ、ガラス等の非磁
性材により融着する。これにより、トラック幅規制溝２
２には、融着ガラス２７が充填される。ガラス融着を行
った後、合体ブロックの磁気記録媒体に対接する面を円
筒研削して、磁気ギャップのデプスが所定の値、例えば
約１７μｍになるように加工する。その後、図１１中、
破線ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅで示す位置でスライシングを行
い、ヘッドチップを完成する。

【００３０】本例では、磁気ヘッドの走行方向に対し磁
気ギャップが直角にならないようなアジマス角を有する
場合について示したが、もちろんアジマス角が０°であ
ってもよい。また、本実施例では、巻線溝を両側コアブ
ロックに形成した場合を示したが、巻線溝は片側コアブ
ロックのみに形成されても構わない。さらに、本実施例
では、コアブロック（基体２１）に対し、巻線溝２３形
成後に軟磁性金属膜２５の成膜を行う場合について例示
したが、巻線溝２３形成前に軟磁性金属膜２５を形成す
る構成でも良い。

【００３１】トラック幅規制溝２２の角度３０°、トラ
ック幅２５μｍ、ＳｉＯ₂下地（非磁性膜２４）を４５
Å、軟磁性金属膜２５を０．５μｍ厚Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇａ
−Ｒｕとしてヘッドを試作し、形成された磁気ヘッドに
インダクタンスが１．８μＨとなるよう巻線して測定し
た結果、軟磁性金属膜を形成していない，いわゆるフェ
ライトヘッド（フェライトとガラス間に拡散が起こって
いない場合）の出力９８μVp-pに比較して、再生特性に
おいて１．４ｄＢ程度の性能の向上が見られる１１５μ
Vp-pの出力が得られた。ちなみにフェライトとガラス間
に拡散が起こった場合のフェライトヘッドでの出力は６
８μVp-pであった。

【００３２】以上のように、本実施例の磁気ヘッドで
は、狭いトラック幅のフェライトヘッドでのフェライ
ト、磁気ギャップ材、融着ガラス間の元素拡散の結果発
生するコア間の磁気的短絡を防ぐことによる電磁変換効
率の向上と、高い磁気特性を有する膜厚での軟磁性金属
膜２５の使用による電磁変換効率の向上が達成された。
また磁気ギャップ近傍にフェライトの飽和磁束密度に比
べて著しく高い飽和磁束密度を有する軟磁性金属膜２５
を使用していることにより、ギャップ中磁界が高くな
る。この結果、図１４に示すように、Ｃｏ−γＦｅ₂Ｏ
₃ 塗布型媒体を記録媒体とし、記録電流を変えて媒体へ
の記録レベルを測定すると、従来のフェライトヘッドで
の最大記録レベルより２０％程度高い記録レベルが得ら
れ、記録媒体に対する記録能力も向上することがわかっ
た。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、融着ガラスへのフェライト成分の拡散を確
実に防止することができ、ガラスによる磁気コア溶融接
着時の微妙な条件の差異にかかわらず安定した磁気ギャ
ップを有し、狭トラック幅、狭ギャップ長であっても低
域及び高域において優れた再生特性を有する磁気ヘッド
を提供することが可能である。さらに記録特性も従来の
フェライトヘッドに比べて向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気ヘッドの一構成例を示す
概略斜視図である。

【図２】記録媒体対接面を拡大して示す概略平面図であ
る。

【図３】本実施例の磁気ヘッドを作製する際に用意する
基体の概略斜視図である。

【図４】トラック幅規制溝形成工程を示す概略斜視図で
ある。

【図５】巻線溝形成工程を示す概略斜視図である。

【図６】トラック幅規制部分を示す要部拡大斜視図であ
る。

【図７】非磁性膜形成工程を示す要部拡大斜視図であ
る。

【図８】軟磁性金属膜形成工程を示す要部拡大斜視図で
ある。

【図９】ギャップスペーサ形成工程を示す要部拡大斜視
図である。

【図１０】ギャップスペーサ形成状態を示す概略斜視図
である。

【図１１】ガラス融着工程及びスライシング工程を示す
概略斜視図である。

【図１２】軟磁性金属膜の膜厚と保磁力Ｈｃ及び透磁率
μの関係を示す特性図である。

【図１３】軟磁性金属膜の膜厚による再生効率（フェラ
イトヘッド比）の変化を示す特性図である。

【図１４】本発明を適用した磁気ヘッドの記録特性を従
来のフェライトヘッドのそれと比較して示す特性図であ
る。

【図１５】従来のフェライトヘッドにおけるガラスの浸
食による拡散の状態を模式的に示す要部概略平面図であ
る。

【符号の説明】３，４・・・磁気コア５，６・・・軟磁性金属膜１１・・・融着ガラス２１・・・基体（フェライト）２５・・・軟磁性金属膜２７・・・融着ガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者早川正俊東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方に巻線溝が設けられた一
対の強磁性酸化物からなる磁気コアが非磁性材料からな
るギャップ材を介してガラス接合されてなる磁気ヘッド
において、少なくとも一方の磁気コアの接合面に膜厚０．２μｍ〜
１．０μｍの軟磁性金属膜が形成されていることを特徴
とする磁気ヘッド。